Des chercheurs de l’EPFL, avec des confrères italiens et néerlandais, ont étudié le lien entre le nombre de filaments blancs sur les graines de pissenlit et leur capacité à se disséminer sur plusieurs kilomètres. Résultat: une centaine de filaments sont nécessaires.

En 2018, des chercheurs de l’Université d’Édimbourg (GB) s’étaient intéressés aux mécanismes permettant la dissémination des graines de pissenlit. Ces graines sont transportées grâce à une structure filamenteuse qui ressemble à un disque, appelée pappus, et qui se comporte comme un parachute.

Les scientifiques avaient découvert que le long vol stable des graines est notamment possible grâce à la création d’une bulle d’air stable et détachée, un "anneau vortex", derrière les filaments blancs qui constituent le pappus, a indiqué mercredi l'Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) dans un communiqué.

Les scientifiques du Laboratoire de mécanique des fluides et instabilités (LFMI) de l’EPFL, avec des chercheurs des universités de Pise (I) et de Twente (NL), ont poursuivi cette recherche. Ils ont tout d’abord proposé un modèle mathématique permettant de reproduire le comportement de l’écoulement de l’air autour des pappus en vol et de recréer cet "anneau vortex".

Une centaine de filaments

Les auteurs ont également étudié la stabilité du vol stationnaire face aux petites perturbations, et démontré l’importance du nombre de filaments. "Ce point joue un rôle central dans la stabilité du vol", explique Pier Giuseppe Ledda, doctorant au LFMI et principal auteur de cet article, cité dans le communiqué.

Les chercheurs ont constaté que le nombre maximal de filaments nécessaire pour un vol stable, c’est-à-dire environ cent, est proche de celui que les pissenlits possèdent naturellement, selon ces travaux publiés dans la revue Physical Review Fluids.

"Pour qu’un objet puisse parcourir la plus grande distance possible, deux critères doivent notamment être réunis", souligne François Gallaire, professeur au LFMI et co-auteur de cet article. "La trajectoire doit d’abord être la plus stable possible. Ensuite, la traînée, c’est-à-dire la force exercée par l’air sur l’objet et qui le freine, doit être la meilleure possible".

"Dans le cas d’un pappus supportant la graine, même un faible vent ascensionnel peut provoquer une traînée qui dépasse le poids et permettre son envol", ajoute le spécialiste. Dans le cas des graines de pissenlit, les chercheurs ont observé que le nombre d’environ 100 filaments maximise ces critères.

"Un plus grand nombre de filaments crée un très grand anneau vortex, ce qui assure une très bonne traînée, mais une mauvaise stabilité", indique Pier Giuseppe Ledda. "Au contraire, si le nombre de filaments n’est pas assez important, l’anneau vortex est petit. La stabilité est alors bonne, mais pas la traînée".

Ces travaux pourraient trouver diverses applications dans le domaine de la biomimétique, par exemple pour des objets conçus pour fonctionner comme parachute.

ats